[发明专利]为电池充电的方法

说明书

本发明涉及为电池充电的方法，电池为负载供电且电池由电能源充电。本发明还涉及含有实施这种方法的装置的数据介质。本发明也涉及含有实施这种充电方法的装置的充电设备。本发明最后还涉及包含这种充电设备的系统以及实施充电方法的软件程序。

已知在电系统中使用电池来存储用于为电负载供电的电能。电池存储电能来提供负载的服务和持续运行。已知存在多种电池技术。主要地，例如铅、锂离子、镍氢型电化学蓄电池被用来作为电池。在选择电池时，应考虑多种参数。首先，必须确定最适合能量和功率需求的技术。鉴于当前化石能源日益枯竭并因而未来产生能源困难的问题，在电池寿命周期中减少能量损耗，也成为一个不可忽视的问题。在这种背景下，重要的是提高系统的能量效率。因此，必须发展用于优化能量存储性能的电子管理电路。这种电路必须提高能量转换效率，既保证使用者的安全，同样也使电池安全运行，从而避免不可逆的损坏。

在设计电气系统时，电池通过最坏情况建模方式被设计尺寸。例如，带有光伏能源的自主系统，其尺寸被设计为在冬季期间（光照时间很少）运行。在夏季，该系统就会能量过剩。这导致夏季电池的在较高充电水平上的幅度较小的充电周期。

然而，电池的较高充电水平及幅度较小的充电周期似乎具有损害电池的性质。这些现象对用于储能的材料造成损害，并因而使能量存储与恢复特性有所退化。该现象还会在温度提高后进一步放大。

在现有技术已知的系统中，电池的充电逻辑包括：具备为充电目的而设的电能源时为电池充电。例如，被连接在电源上的汽车电池被立即充电到其最大充电水平。类似地，在光伏板产生电且电池未充满时，自主光伏系统就为电池充电。这种逻辑从长期看会对电池造成损害。

这一损害问题由以下实验阐明。考虑具有相同构造的四个电池，分别充电到其充电容量的0%、50%、75%和100%。在25℃下把电池存放60天，而不经受充电或放电周期。在存储完成之后，分别确定四个电池的最大充电容量。可发现，在存储期间，不同的电池遭受以下百分比的不可逆充电容量损失：

-对于充电100%的电池，每天损失0.09%的存储量；

-对于充电75%的电池，每天损失0.06%的存储量；

-对于充电50%的电池，每天损失0.04%的存储量；及

-对于充电0%的电池，基本没有损失。

本发明的目的在于提出一种充电方法，能克服上述提到的问题并改进现有技术已知的充电方法。特别地，本发明提出的电池充电方法能限制电池的耗损。此外，本发明还提出能达到这一目的的充电设备。

按照本发明的方法使得能够以给定的充电容量为电池充电，电池为负载供电且电池由电能源充电。该方法包括定义小于电池充电容量的第一充电基准值的步骤和为电池充电直到达到第一充电基准值的步骤。

第一充电基准值可取决于第一组参数。

第一组参数可包括：用于预测在第一给定时间范围中应该由电池释放来为负载供电的能量的参数，和/或用于预测在第二给定时间范围中电池能够从电能源接收到的能量的参数，和/或电负载的自主使用水平，和/或不希望降至其下的电池充电水平。

该方法可包括定义第二充电基准值的步骤和为电池充电直到达到第一或第二充电基准值的步骤。

第二充电基准值可取决于第二组参数。

第二组参数可包括：用于预测在第三给定时间范围中必须由电池释放来为负载供电的能量的参数，和/或用于预测在第四给定时间范围中电池能够从电能源接收到的能量的参数，和/或电池保留水平，和/或电负载的自主使用水平，和/或不希望降至其下的电池充电水平。

第二充电基准值可以等于电池的充电容量。

按照本发明，一种计算机可读的数据记录介质，在该数据记录介质上记录有包括用于实施前面定义的方法的步骤的软件装置的计算机程序。

按照本发明，电池的充电设备包括用于实施按照上述定义的方法的硬件装置和/或软件装置。

硬件装置和/或软件装置可包括逻辑处理单元和/或电池充电的启动和禁止装置。

按照本发明，供电系统包括按照上述定义的充电设备与电池。

供电系统可以包括电能源，尤其是光伏板。

按照本发明，一个系统包括按照上述定义的供电系统和电负载。

按照本发明，一种计算机程序，包括适于当该程序在计算机上运行时实现上述定义的方法的步骤的计算机程序代码装置。

词语“充电基准”尤其是说“充电水平基准”或“充电状态基准”。